《阿麗塔:戰鬥天使》是一部相當「炫技」的電影。帶著詹姆斯·卡梅隆「光環」,導演羅德裡茲格聯手維塔工作室,給觀眾們展現出電影視覺幻術的最高技藝。
細緻到令人震驚的大眼睛
CGI 眼睛的渲染和製作非常困難,因為從眼球壁到血管膜到視網膜,每一層結構都要製作和渲染。
人類的眼珠不是一個單純的球體,為了復現它複雜的光學表現,需要計算光線在其中複雜的光路運動。
另外, 眼珠內部的幾何結構也十分複雜,此次阿麗塔的眼珠特寫鏡頭運用到了 830 萬多邊形數量的幾何建模, 並使用自主研發的算法進行了複雜的光路追蹤。
「眼睛」是傳達情感、感染觀眾最重要的窗口。很多人看完電影都覺得,阿麗塔的「大眼睛」深深印在自己的腦海裡、揮之不去,她從純真到成熟的變化都映射到眼神的變化上——看來這些努力沒白費。
看似簡單卻充滿炫耀感的 CG 毛衣
CGI 衣服裡面最難製作的就是毛衣,因為毛衣的物理形變涉及到很複雜的微觀物理交互,除非仿真程序的模擬細緻到了每一根線頭,否則無法仿真出真實的毛衣布料形態。
而阿麗塔恰恰就選擇在登場的時候穿了一件——毛衣。
這樣的 CG 毛衣市面上沒有現成軟體可以完成,應該是維塔自己開發軟體製作的,筆者以為,這大約是維塔在炫耀他們領先的仿真程序(開玩笑啦)~
這個算法是魔鬼嗎?真的連每一根毛線都模擬啊。
「毛衣仿真技術」源自 2017 年由華人科學家蔣陳凡夫等人合作發表於 SIGGRAPH 2017 上的論文。
被水浸泡的頭髮
長期以來,「毛髮模擬」和「液體模擬」在電影特效真實感的營造中起著至關重要的作用。電影中有一處場景,阿麗塔縱深跳入水中,找到水底戰艦上的「狂戰士鎧甲」。
畫面中她的頭髮因為浸泡在水中,髮絲被打溼耷拉下來,呈現出從頭到腳溼漉漉的觀感。
這短短幾分鐘,逼真的模擬出了「頭髮」和「液體」之間的相互作用,是相當有技術含量的。
毛髮和液體之間的作用是一種跨越多個空間尺度的物理現象。當毛髮完全浸沒在液體中時,它呈現為一種多孔介質,而且可以對周圍液體流動產生拖曳效應。
當把毛髮從液體中提出來後,毛髮上會粘連一定量的液體,這些液體會沿發束流動、並最終滴落。
同時,潮溼的毛髮相互之間不僅會發生碰撞,而且表面液體也會產生液體橋,表面張力效應會導致毛髮凝聚成團塊。
對於這樣複雜的物理現象,設計出最合適的模型是關鍵。
通常來說,大塊液體可以用仿射粒子胞元法(Affine Particle-in-Cell)來模擬,而毛髮可以用離散彈性棒(Discrete Elastic Rods)來建模。
為模擬毛髮表面較薄的液體,我們在毛髮表面再增加一個液體的高度場,同時用淺水方程來計算表面液體流動。
▲展示毛髮內液體僅為作對比,形態是不模擬的
在為頭髮、大塊液體和薄層液體都建立了物理模型之後,通過引入碰撞和黏連模型,就可以模擬出溼毛髮之間的內聚現象。
同時通過計算水下毛髮與它周圍流體之間的拖曳力,就可以生成毛髮和液體互相拖曳的效果。
最後,再建立一組算法來模擬大塊液體被頭髮捕獲成為薄層液體,以及薄層液體匯流、滴落成為大塊液體的過程。
這樣,才能實現出最終《阿麗塔》電影裡那種「溼頭髮」的自然視效。
充滿技術含量的驚鴻一吻
有沒有被阿麗塔和男主角接吻的畫面感動到?我也是,但理由可能不大一樣:因為 CG 人物和真人接吻,在電影特效上真的很!難!搞!
接吻時需要調用面部的 146 塊肌肉(群),為真實再現接吻的動作,就有可能需要真實地再現這些肌群的運動;嘴唇肌肉是軟的,而裡面的骨骼和肌肉卻較為硬,所以在仿真程序需要能夠處理這些不同的材質的碰撞和形變。
震驚了嗎?演員這個職業,很可能就要被計算機取代了。
比如說不久前號稱國漫首位虛擬演員鶴追就C位出道了。
怎麼樣,明眸皓齒、巧笑倩兮,是不是感覺戀愛了。有網友表示,這演技不知道比某些流量好了多少。
還有人用AI技術把楊冪的臉換到了飾演黃蓉的朱茵身上。
有網友表示,太嬌俏了吧。
電腦技術如此迅猛發展,許多演員都坐不住了,比如古天樂表示,很喜歡看特效電影,其實我們看的時候並不知道它後期做了多少複雜的工作才能達到那麼震撼的效果。
但即使作為一個演員也要去了解這些,這樣才能推動華語電影取得更大進步。他還說演員要學會要虛擬角色一起演戲!